WO2004078381A1 - マグネシウム系金属薄板の製造方法と製造装置 - Google Patents

Abstract

マグネシウム系金属を溶融した溶湯を溶湯槽に供給し、前記溶湯を引き出して少なくとも1対の鋳造上ロール及び鋳造下ロールがらなる鋳造用双ロールの間隙に供給して圧力を加え、所定の温度に凝固した所定の厚さの板に鋳造する鋳造工程と、前記鋳造された板を少なくとも一対の圧延ロールによって圧力を加え、圧延してマグネシウム系金属薄板を製造する圧延工程とを少なくとも含む。これによって、圧延時に改めて熱エネルギー生成工程を必要とせず、塑性加工によりマグネシウム系金属薄板を効率的に製造することのできるマグネシウム系金属薄板製造方法及び製造装置を提供することができる。

Description

明 細 書 マグネシゥム系金属薄板の製造方法及び製造装置

技術分野

本発明は、 マグネシゥムまたはその合金の薄板製造方法及び製造装置に関し、 マグネシゥムまたはその合金を铸造後圧延することによりマグネシウムまたは その合金薄板を製造するマグネシゥムまたはその合金薄板製造方法及び製造装 置に関する。 背景技術

マグネシゥムは金属の中でも資源が豊富であり、 比重がアルミニゥムゃ鉄に 比べて軽いことから、 軽量な部品としての適用が注目されている。 このマグネ シゥムの実強度はアルミニウムや鉄に劣るものの、 軽量であるために比強度が 高く、 同じ強度要求に対してアルミニウムの代わりに使用することもできる。 そのため、介護'福祉用品等の軽量ィヒが必要な製品への応用が期待されている。 また、 マグネシウムは電磁シールド性能に優れているため、 電子機器の電磁 ノイズを防ぐことができ、 振動を吸収する能力が高く、 騒音も減少させること ができるという優れた特性を有している。

更に、 マグネシウムは変形に対する抵抗力や衝撃に対しても強く、 一方で切 削加工が容易に行なえるという面を有している。 加えて、 低融点であり、 リサ ィクル性に優れてレ、るため、 地球環境保護に適した金属であるという優れた特 性を有している。

ところで、 従来、 マグネシウム系金属製品の製造はダイキャスト製法やチタ ソモールド製法 （射出成形） で行われ、 塑性加工による効率的な製造は困難で あった。 このため、 鏡型を使用した成形しか行なうことができず、 限定された 製品のみに適用されていた。 即ち、 塑性カ卩ェを利用した様々な用途の製品への 適用は、 効率的なマグネシウム系金属薄板の製造技術が確立されていないため に、 市場性に提供できないが実情である。

また、 前記したマグネシウム系金属製品の製造にあっては、 金型内で成形す る際に発生する湯道などの不要部分が大量に発生し、 材料歩留まりが悪く、 ま た、 内部に気泡を巻き込んで巣を生じさせる等の問題があった。 このような課題に対して、 特開 2 0 0 1— 2 9 4 9 6 6号公報には、 ダイキ ヤスト製法によりマグネシウム系金属の板材を製造し、 その後圧延加工するこ とにより、 成形が容易なマグネシウム系金属の薄板を製造する方法が開示され ている。

このように、 マグネシウム系金属の板材を圧延加工することにより、 鐯造時 に内部に存在した空隙がつぶれて、 該空隙が縮小または消滅する。 その結果、 内部に巣のないマグネシゥム系金属の薄板を得ることができる。

しかしながら、 上記特開 2 0 0 1— 2 9 4 9 6 6号公報に開示された方法の 場合には、 ダイキャスト製法によりマグネシゥム系金属の板材を製造した後、 圧延加工する際に一旦トリミング工程があるために、 前記板材の圧延加工は常 温にて行われる。

即ち、 常温でマグネシゥム系金属の板材を圧延加工するために、 圧延機によ つて前記板材に破断が生じない程度の圧下率で板厚方向に圧縮変形を加えてい る。 このように圧下率が制限されるということは、 所望の厚さに前記板材を変 形できないことを意味するものであり、 生産性が良いとはいえない。

この課題を解決する方法として、 前記板材を変形させる際、 熱間圧延あるい は熱間押し出しを行うことも考えられるが、 熱間圧延あるいは熱間押し出しを 行なうためには、 膨大な熱エネルギーを消費し、 生産性が悪いという技術的課 題があった。

このような課題を解決する手段として、 溶融したマグネシウム系金属を冷却 してチクソト口ピー性を有する固相を含んだ金属スラリ一を形成した後、 この 金属スラリーをさらに冷却するとともに圧延して一貫した行程により連続板状 金属素材とする方法が知られている (特開 2 0 0 2 - 2 8 3 0 0 7号公報参照）。 しかしながら、 この方法は、 溶融したマグネシウム系金属をチクソトロピー性 を有する程度に冷却した後、 双ロール中に供給して铸造するものであり、 鎳造 用双ロールに供給される溶湯中の固相の比率が高く （2 0 %以上、通常は 5 0 % 程度で典型的なチタソトロピー性を発揮する）、 このような固液相の共存する溶 融マグネシウム系金属は、 粘度が高く、 'これを铸造用双ロールへ溶湯を供給す るノズル中において固化しやすく、 ノズルつまりを発生するおそれが大きい。 そのため、 この方法によっても、 製造歩留まりが低く、 生産性が悪いという技 術的課題があった。 発明の開示 本発明は、 前記したような事情の下になされたものであり、 錡造と圧延を連 続的に行うことにより圧延時に改めて熱エネルギー生成工程を必要とせず、 塑 性加工によりマグネシウムまたはその合金薄板を効率的に製造することができ、 生産性に優れたマグネシゥムまたはその合金薄板製造方法及び製造装置を提供 することを目的とする。 また、 鎵造工程と圧延工程を非違続とすることによつ て変動する生産量計画に柔軟に対応することのできる製造手段を提供すること も目的としている。

上記課題を解決するために、本発明にかかるマグネシウムまたはその合金（以 下の説明に当たっては、 マグネシゥムおよびその合金を総称してマグネシゥム 系金属と呼ぶ。） の薄板製造方法は、 マグネシウム系金属溶湯を双ロールによつ て板材に鏡造し、 引き続き圧延することによりマグネシウム系金属薄板を製造 する方法であって、 前記マグネシゥム系金属の溶湯を少なくとも一対の口ール 間に供給し、 所定の温度に凝固した所定の厚さの板材に鎳造する鎵造工程と、 前記錶造された板材に少なくとも一対のロールによって圧力を加え、 圧延して 所定の厚さのマグネシゥム系金属薄板を製造する圧延工程とを少なくとも含む ことを特徴としている。

このような本発明によれば、 圧延工程時にマグネシゥム系金属の板材は、 圧 延に適した温度であるため、 破断を気にせずに所望の圧下率で板材に圧力をか けて薄板へ変形させることができる。 すなわち、 板材を形成する際の铸造工程 における熱を利用することによって、 改めて圧延のための熱エネルギーを生成 する必要がなく、 効率的にマグネシゥム系金属薄板を製造することができる。 また、 前記マグネシウム系金属薄板の製造方法において、 前記鎵造工程に入 る直前の溶融マグネシゥム系金属が、 該マグネシゥム系金属において固相の占 める割合が 1 0重量％以下となる温度、 ないし、 該マグネシウム系金属の溶融 温度より 4 0 °C上回る温度範囲にあることを特徴としている。 さらに、 前記マ グネシゥム系金属薄板の製造方法において、 前記铸造工程の前後において、 マ グネシゥム系金属固液混合物を 5 X 1 0 ² °C /秒以上の速度で急冷することを 特徴としている。 これによつて溶湯引出口における溶湯の凝固を防止し、 かつ 均一な金属組織を有する板材を製造することができる。 .

また、 上記課題を解決するために、 本発明にかかるマグネシウム系金属薄板 製造装置は、 マグネシウム系金属を溶融後、 圧延することによりマグネシウム 系金属薄板を製造するマグネシゥム系金属薄板を製造する装置であって、 マグ ネシゥム系金属を溶融した溶湯を貯留するための溶湯槽と、 前記溶湯槽から前 記溶湯を引き出して少なくとも一対のロールによって圧力を加え、 所定の温度 に凝固した板材に铸造するための鎳造ロール部と、 前記鎳造された板材に少な くとも一対のロールによって圧力を加え、 圧延して所定の厚さのマグネシゥム 系金属薄板を製造するための圧延ロール部とを少なくとも備えることを特徴と している。

このように構成することにより、 前記したマグネシゥム系金属薄板製造方法 と同様に、 圧延ロール部に用いるマグネシウム系金属の板材は、 圧延に適した 温度であるため、 破断を気にせずに所望の圧下率で板材に圧力をかけて薄板へ 変形させることができる。 すなわち、 板材を生成する際の鎵造における熱を利 用することによって、 改めて圧延のための熱エネルギーを生成する必要がなく、 効率的にマグネシゥム系金属薄板を製造することができる。

また、 前記铸造ロール部は、 前記溶湯槽に貯留された前記溶湯をロール表面 に凝着させて口ールの回転力により該溶湯槽の外に弓 Iき出す鏡造下ローノレと、 前記鏡造下ロールによって、 前記溶湯槽の外に引き出された溶湯の凝固面を上 から押さえて成形する铸造上ロールと、 前記铸造下口ール及び鍚造上ロールを それぞれ回転運動させるための回転駆動部とを少なくとも備え、 前記鎵造下口 ール及び鐃造上口ールはそれぞれの口ール表面が温度調整可能に構成され、 前 記铸造下口一ル及ぴ铸造上ロールとの間隔が可変自在に構成されていることが 望ましい。 このように構成することにより、 铸造する板材に対し、 圧延に適し た温度及び厚みを自在に設定することができ、 効率的に板材を形成することが できる。

さらに、 前記マグネシウム系金属薄板の製造装置において、 前記鎳造下ロー ルの回転軸と前記鎵造上口ールの回転軸とを結ぶ仮想線と、 鉛直線とがなす角 度 （この角度をロール角ひとする） を調整可能とすることが好ましい。 この角 度 αが一定の範囲を逸脱すると、 铸造したマグネシゥム系金属板材の金属組織 に応力が残留して、板材が剥離ないし破断されやすく生産性が悪化する。また、 1対の口ールの角度を調整可能としたことによって、 組成が異なるかあるいは 板厚が異なる種々のマグネシウム系金属に適用する際に晕適な条件に設定しや すくなり、 作業性に優れた装置を実現することができる。 図面の簡単な説明

図 1は、 マグネシウム系金属薄板製造装置の全体の構成を示す概略断面図で あり、 図 2は、 本発明の製造装置の溶湯供給部の他の例を示す部分概略断面図 であり、 図 3は、 本発明の製造装置の溶湯供給部において溶湯供給部材を用い た例を示す概略断面図であり、 図 4は、 図 1の要部となる錶造ロール部の側面 図であり、 図 5は、 本発明の他の実施の形態である鎵造ロール部の概念図であ り、 図 6は、 本発明の製造装置の搬送部の他の例を示す部分概念図であり、 図 7は、 鎳造ロール部の別の形態を示すマグネシウム系金属薄板製造装置の概念 図である。 発明を実施するための最良の形態

以下、 本発明にかかるマグネシウム系金属薄板製造方法及び製造装置につき、 図 1に示す一実施形態に基づいて説明する。

[第 1の実施の形態の製造装置]

図 1は、 本発明の一実施形態のマグネシウム系金属薄板製造装置の全体の構 成を示す概略側面図である。

図 1の符号 1はマグネシウム系金属薄板製造装置である。 このマグネシウム 系金属薄板製造装置 1は、 おおむね溶湯供給部 1 0、 铸造ロール部 2 0、 板材 搬送部 3 0、 圧延ロール部 4 0、 および加工部 5 0からなつている。

(溶湯供給部）

溶湯供給部 1 0は、 マグネシウム系金属薄板製造装置 1においてマグネシゥ ム系金属を鏡造するための双ロールからなる铸造ロール部 2 0に、 図示しない 溶融装置によって溶融したマグネシゥム系金属を供給するための機構であり、 坩堝 1 1、 溶湯槽 1 3からなつている。

前記坩堝 1 1はマグネシウム系金属を溶融した状態の溶湯 m 0を溜めて収容 し、 その際に溶湯を保温するためのものであり、 前記溶湯槽 1 3に対して溶湯 m 0を導出することができるように構成されている。

また、 前記溶湯槽 1 3は、 溶湯 m lを貯留するためのものであって、 前記溶 湯槽 1 3の一側面に形成された引出口 1 3 aから溶湯 m 1が鎵造ロール部 2 0 によって引き出されるように構成されている。

また、 この溶湯槽 1 3は、 その底部が水平面に平行であってもよいが、 水平 面に対して所定の角度で傾斜していることが好ましい。 図 1において、 水平面 に対して、 溶湯槽 1 3の底部とのなす角度 j3としては、 0〜4 5 ° とすること ができる。 より好ましい角度は 5〜3 0 ° である。 この溶湯槽 1 3底部の水平 面とのなす角度を、 この範囲とすることによって、 錶造した板材表面にリップ ルマークなどの異常を生ずることなく、 安定して板材を铸造することができる。 (鏡造ロール部）

铸造ロール部 2 0は、 前工程から供給されたマグネシウム系金属溶湯を所定 の温度において双ロール間で板材に鎳造する機構である。 すなわち、 図 1に示 すように、 錶造ロール部 2 0は、 溶湯 m lに対して上下から圧力を加え、 圧延 可能な所定の厚さ及ぴ温度の板材 m 2に成形するためのものであって、 溶湯槽 1 3の引出口 1 3 aから引き出した溶湯 m lを少なくとも一対のロール、 即ち 回転動作状態の鎵造上ロール 2 1と鎳造下ロール 2 2から構成されている。 このマグネシウム系金属薄板製造装置 1の要部である鎳造ロール部 2 0の構 成について図 4を用いて詳しく説明する。

図 4に示すように、 架台 2 0 1上に 2本の支柱 2 0 2、 2 0 8が固設されて いる。 この支柱 2 0 2には、 傾斜板 2 0 3がー端部を中心に傾動可能に取付け られ、 図 1に示すロール角 αがハンドル螺子 2 0 6の回動によって調節可能に 構成されている。 即ち、 ハンドル螺子 2 0 6の操作によつて傾斜板 2 0 3を傾 動させることができ、 これによつてロール角 αが変化するように構成されてい る。

また、 傾斜板 2 0 3の上部には、 铸造上ロールの高さ調整部 2 0 7が設けら れている。 この高さ調整部 2 0 7は、 铸造上ロール 2 1を軸支する軸受け部 2 0 4と連結されている。 この軸受け部 2 0 4は、 レール部 2 0 5を介して前記 傾斜板 2 0 3上を移動可能に構成されている。

したがって、 この鍚造上ロールの高さ調整部 2 0 7を操作することによって、 軸受け部 2 0 4が傾斜板 2 0 3上をスライドして上下に移動し、 鎵造上ロール 2 1と錡造下ロール 2 2との間隔が調整され、 鎵造時における板材に印加する 荷重が決定される。

また、 前記支柱 2 0 8は、 軸受け部 2 0 9を介して鎵造下ロール 2 2を軸支 している。 この铸造下ロール 2 2は溶湯槽 1 3の溶湯引出口に近接して配置さ れ、 溶湯槽 1 3に貯留された溶湯が錶造下ロール 2 2の口ール表面に付着し、 その回転力によって溶湯槽 1 3から外に引き出されるように構成されている。 更にこの鎳造下ロール 2 2及ぴ鎵造上ロール 2 1がもっとも近接する位置に おいて、 これらの铸造下ロール 2 2及び鑤造上ロール 2 1の両端面に摺接する ように、 一対のサイドダム 2 1 2が配置されており、 鎳造下ロール 2 2及ぴ錶 造上ロール 2 1間に供給された溶湯の、 これらのロールの端面からの漏出を阻 止するようになっている。

前記鎳造上ロール 2 1及び錶造下ロール 2 2にはそれぞれ図示しない回転駆 動部が連結されており、 図 1に示す矢印に示す方向に所定の回転速度で回転動 作するように構成されている。 これにより、 铸造下ロール 2 2の回転力によつ て溶湯槽 1 3の外に引き出された溶湯は、 鏡造上ロール 2 1·によって、 その凝 固面が上から押さえられ、 すなわち圧下されて成形される。 この際印加する荷 重としては、 ロールの幅方向単位長あたりで、 0 . 0 1〜1 . 0 k N/mmの 範囲が好ましい。 ロールの幅方向単位長あたりの荷重が、 上記範囲を下回った 場合、 連続した板材の形成が困難であるばかりでなく、 生成する板材の表面も 粗面化され、 好ましくない。 一方、 ロールの幅方向単位長あたりの荷重が上記 範囲を上回った場合、 成形後の板材の中心部において剥離などの欠陥が生じ、 好ましくない。

また、 前記鏡造上ロール 2 1及び铸造下ロール 2 2には、 それぞれホース 2 1 0 , 2 1 1が接続されており、 水や油などの熱媒体がホース中を通ってそれ ぞれの口ール内に供給されるように構成されている。 即ち、 この熱媒体の温度 を調整することによって、 それぞれのロール表面を所望の温度 （錶造される板 材が圧延口—ル部まで形状を保持していることが可能な温度になるようなロー ル表面温度） に冷却もしくは保温 ·加熱して調整することができるように構成 されている。 このような構成にすることによって、 鍚造後の板材の铸造下ロー ル側表面が凝固しており、 一方、 錶造上ロール側表面が未凝固の状態の板材を 作製することもできるし、 両表面が凝固し、 中心部が未凝固との状態の板材を 鎳造することもできる。

これらの成型口ール 2 1及び铸造下口ール 2 2は、 鉄基合金、 あるいは銅合 金で形成することができる。

上記図 4の铸造ロール部 2 0の構成において、 鎳造上ロール 2 1と鎵造下口 ール 2 2とのなす角であるロール角 αを調整する手段として、 ハンドル螺子 2 0 6の回動を採用した例を示したが、 これに代えて、 油圧装置による駆動機構 を採用することができる。 また、 錶造上ロール 2 1と鎳造下ロール 2 2との間 隙を調整する手段である鎳造上ロール高さ調整部 2 0 7としては、 パネ材とボ ルトーナット装置を組み合わせたによる調整機構でもよいし、 油圧装置のよう な公知の調整機構を採用することもできる。

(搬送部） 板材搬送部 3 0は、 前工程で成型されたマグネシウム系金属板材を次工程で ある圧延ロール部 4 0に搬送する機構である。 すなわち、 図 1に示す本実施の 形態の装置においては、 前記鏡造ロール部 2 0と圧延ロール部 4 0間に、 前記 铸造口ール部 2 0によつて形成された板材 m 2を圧延口ール部 4 0に搬送する ためのローラコンベアのような搬送装置 3 1が配置されている。

この工程においては、 板材を単に搬送するだけでなく、 錶造後の比較的高温 となっている板材を、 圧延に適した温度に制御する温度管理の手段を備えてい ることが好ましい。 そのためには、 前記搬送装置 3 1に近接してあるいはこの 搬送装置に組み込んでヒータの様な加熱装置あるいは冷却装置を配置すること が好ましい。

(圧延ロール部）

圧延ロール部 4 0は、 前工程で搬送されてきた鎳造金属板材を所定の厚さの 薄板に圧延成型する工程である。 すなわち、 図 1の本実施の形態である図 1に 見られるように、 圧延ロール部 4 0は、 板材 m 2を圧延して、 マグネシウム系 金属薄板 m 3を形成するものであって、 回転動作状態の少なくとも一対のロー ル 4 1及び 4 2によって板材 m 2に上下から圧力を加えることによって圧延す るように構成されている。 また、 この圧延ロールには図示しない温度調整機構 が付設されており、 ロール温度を任意に調整可能となっている。

(加工部）

加工部 5 0は、 前述の圧延ロール部 4 0において、 圧延成形された薄板を所 要の形状に加工するための機構であり、 細断、 長尺卷き取り、 型抜き、 プレス 成形など、 金属薄板に施すことのできるいずれの成形手段も適用することがで さる。

図 1においては、 この加工部 5 0機構として、 板材の切断機構を適用した例 を示している。 すなわち、 図 1において、 圧延口ール部 4 0におレ、て圧延され 所定の板厚に形成されたマグネシゥム系金属薄板 m 3は、 支持台 5 3上におい て、 切断刃 5 1によって所定の長さで切断され、 薄板载置台 5 2上に載置され るようになっている。

以上に説明したように、 .本実施の形態の装置によって、 マグネシウム系金属 板状成形体をマグネシウム系金属の溶湯から一貫した工程で、 かつ高速で製造 することができる。 このような本発明において最も重要な工程は、 錶造ロール 部 2 0の温度管理工程であり、 この工程における温度が高い場合には铸造後の 板材において、 金属組織中に液相が残存し強度が不十分であるため、 搬送部に おいて破断を生じやすい。 また、 铸造ロール部の温度が低い場合には、 溶湯引 き出し口 1 4における溶湯の粘度が高くなるため、 目詰まりを生じて铸造が不 能になるおそれが大きい。 このために、 溶湯供給部 1 0から铸造ロール部 2 0 に至る過程で、 溶湯を急冷する装置工程が重要である。

一方、 鎳造ロールによって鍚造された板材は、 その後の搬送装置において形 状を保持する程度に強度を有している必要があるが、 1 0 0 %凝固している必 要はなく、 かえって、 完全に凝固していない方がその後の圧延工程において圧 延されやすく好ましい。

(本実施の形態の製造装置の作用効果）

上記本実施の形態の装置によれば、 通常アルミニウムなどの軽金属の铸造圧 延においては、 鎊造圧延した板材がロール表面に結着し剥離しにくく、 欠陥の ある表面となりやすい。 そのために、 カーボンなどの粉体からなる離型剤を口 ール表面に散布して铸造圧延した板材がロール表面から容易に剥離するように している。 しかしながら、 力一ボンのような離型剤を付着させると、 製造した 板材表面にカーボンが残存し板材の外観を悪化させるばかりではなく、 カーボ ンをロール表面に付着させ、 また、 铸造後の板材表面からカーボンを除去する

■ 工程が必要となり作業性が低下する。 さらに、 この離型剤により、 鎵造後の板 材表面のカーボンが熱伝達を阻害し、 冷却スピードが低下するため、 薄板の製 造効率が低下するという問題が発生する。

マグネシゥムを対象とした上記鏡造圧延による板材の製造においてはかかる カーボン離型剤を必要とせず、 製造できるため、 表面平滑性に優れた板材を铸 造することができ、作業性に優れているばかりではなく、製造コストも低下し、 優れた品質の製品の製造が可能となる。

また、 本実施の形態の製造装置によれば、 従来軽金属の錶造圧延による板材 の製造速度は、 2 〜 5 m/m i n程度であったものが、 以上に説明した本発明 の実施の形態の装置によれば、 5 m/m i nを超える速度で板材を製造するこ とができる。

[溶湯供給部の変形例]

上記図 1の実施の形態における溶湯供給部においては、 溶湯供給樋 1 2を用 いて坩堝 1 1から溶湯槽 1 3 へマグネシウム系金属溶湯を供給する装置を採用 した例を説明したが、 このような構造の装置に代えて、 図 2および図 3に示す ような構造の溶湯供給装置を用いることができる。 図 2および図 3において、 図 1と同一の機能を有する部材については同一の符号を付し、 詳細な説明は省 略する。

図 2の溶湯槽 1 3は、 溶湯供給口から溶湯引出口 1 4に至る経路において、 '蓋部 1 6が覆設しており、 この間の温度低下を防止し、 温度制御を容易にする ことができる。 また、 するようになつている。 また、 溶湯槽 1 3に周囲に加熱' 装置あるいは冷却装置などの温度制御装置を配置し、 鎳造ロール部 2 0に供給 される溶湯の温度を制御することができる。

坩堝 1 1から溶湯槽 1 3に、 マグネシウム溶湯を供給する際に、 溶湯が整流 されて錶造ロール部に導入されることが好ましい。 そのためには、 図 3に示す ように、 ロート型の溶湯供給部材 1 5を用い、 坩堝 1 1からの溶湯を一度この 溶湯供給部材 1 5に注入し、 溶湯を整流しながら溶湯槽 1 3に移行するよう配 置することが好ましい。

[鎵造ロールの変形例]

前記実施の形態においては、 鎳造用ロールとして、 等しい径を有する 2本の ロールを用いた例を示したが、 この 2本のロールの径は必ずしも等しくなくと もよい。 その例を図 5に示す。 図 5は、 本実施の形態における鎳造ロール部分 の概略図である。 図 5において、 2 1が鎵造上ロールであり、 2 2が錄造下口 ールである。 これらのロールにおいて、 錶造上ロール 2 1の径が铸造下ロール 2 2より小径となっている。 このような铸造ロール部分の構造において、 溶湯 m lは、 铸造下ロール 2 2と铸造上ロール 2 1との間に供給されるが、 溶湯 m 1を、 これらのロール間に安定して供給するために铸造下ロール 2 2に接して 堰板 1 6を設けることによって実現することができる。 図 5の機構において、 鎳造上ロール 2 1及び铸造下ロール 2 2の両端部に、 図示しないサイドダムを 設けることが好ましいことは、 前記図 4に示した通りである。

[搬送装置の変形例]

上記図 1の実施の形態においては、 搬送装置 3 1としてローラコンベアの例 を示したが、 このローラコンベアに代えてコンベアベルトのような搬送装置 3 2を採用することができる。 すなわち、 図 6に示すように、 図示しない回転駆 動装置によって駆動される 1対のローラ 3 3、 3 4にベルト 3 2を張架し、 こ の上に板材を載置して搬送するものである。 この装置によれば、 ローラコンペ ァと比較してよりなめらかな搬送が可能となり、 搬送過程における板材の破壊 のおそれが減少する。 また、 図 6においては、 搬送される板材 m 2の下面にベ ノレトコンベア 3 2を配置した例を示したが、 板材 m 2の下面及び上面にベルト コンベアを板材を挟持するように配置することもできる。 これによれば、 さら に板材 m 2破損のおそれのない搬送が可能となる。 さらに、 ベルトコンベアに よって熱放散が遮断されるため、 温度管理が容易になる利点もある。

さらに、 図 6において、 3 5及び 3 6は加熱装置あるいは冷却装置のような 温度制御装置であり、 板材 m 2の温度を制御することにより圧延ロール部 4 0 における板材の温度を精度良く制御することを可能にし、 品質の良い薄板の製 造を可能にする。

[製造装置の他の変形例]

また、 上記実施の形態の装置においては、 マグネシウムの鑄造.圧延を一貫 した工程によって行う例を示したが、 錶造後の板材を後工程の圧延工程に連続 的に搬送せず、 一且ロールに卷き取った後、 再度加熱し、 圧延を行うこともで きる。 このような手段によれば、 生産調整などにおいて、 より柔軟に製造を行 うことができる。

[製造方法]

以上のように図 1で示した構成を備えたマグネシウム系金属薄板製造装置 1 を用いたマグネシウム系金属薄板の製造は次のように行なわれる。

予め準備工程として、 ハンドル螺子 2 0 6の調整操作によって、 ロール角 α が所定の角度に設定される。 また、 鎳造上ロールの高さ調整部 2 0 7の調整操 作によって、 錶造上ロール 2 1と铸造下ロール 2 2との間 (圧延される板材の 厚さ） が所定の距離 （間隔） に設定される。 そして、 それらの設定に合わせて 铸造口ール部 2 0の口ール表面も所定の温度になされる。

次いで、 製造工程として、 先ず、 坩堝 1 1において溶融されたマグネシゥム 系金属が溶湯 m Oとして用意される。 そして、 坩堝 1 1内の溶湯 m Oは、 溶湯 供給樋 1 2上に流され、 整流され鎳造可能な所定の温度にまで冷却されて溶湯 槽 3内に溶湯 m lとして導入される。

そして、 溶湯 m lは高さ h 2まで溶湯槽 3内に供給され、 その後、 引出口 1 4から回転動作状態の鎵造上ロール 2 1及び鏡造下ロール 2 2によって圧接さ れながら溶湯槽 1 3の外に出され、 板材 m 2として成形される。 このとき、 少 なくとも一対のロール表面の温度調整により、 板材 Hi 2は圧延可能な温度に調 整される。 前記板材 m 2はローラコンベア 3 1によつて圧延口ール部 4 0に搬送され、 圧延上ロール 4 1および圧延下ロール 4 2によって上下からの圧力が加えられ. 圧延されてマグネシウム系金属薄板 m 3として成形される。

以上のように、 本発明にかかる一実施形態においては、 鎳造工程 （铸造ロー ル部 2 0による工程） で成形されたマグネシウム系金属の板材を圧延可能な温 度状態で成形、 導出することにより、 そのまま温間圧延処理を行なうことがで き、 マグネシウム系金属の薄板成形することができる。

また、 圧延可能な温度設定を板材の厚さに合わせて行うことができるため、 様々な厚さの薄板の成形に対応することができる。

更に、圧延処理工程においては、改めて熱エネルギーを生成する必要（装置、 工程の必要) がなく、 装置コストを低く抑えることができ、 生産性を向上する ことができる。

[変形例]

次に、 上述した錄造ロール部 2 0の変形例を図 7に基づいて説明する。 その 他の構成は図 1と同じであるため、 図 1と同一符号で示し、 その詳細な説明は

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この鎳造ロール部 2 0は、 架台 6 1上に铸造上ロール 2 1、 鎵造下ロール 2 2、 ギヤードモータ 6 2を備えている。 前記铸造上ロール 2 1は架台 6 1上に 回転可能に固定配置されている。

また、 前記鎵造下ロール 2 2には、 溶湯槽 1 3の引出口 1 4に取付けられて おり、 錶造下ロール 2 2と溶湯槽 1 3はギヤ一ドモータ 6 2の駆動によって、 架台 6 1上を水平方向に移動可能に構成されている。 また、 铸造上ロール 2 1 及ぴ鎳造下ロール 2 2には、 図示しない温度調整機能が備えられている。

この鎵造ロール部 2 0においては、 マグネシウム系金属薄板製造の準備工程 としてギヤ一ドモータ 6 2の駆動により、 架台 6 1上の任意の位置に鎵造下口 ール 2 2及び溶湯槽 1 3を移動させる。 すなわち、 鎳造下ロール 2 2 (及び溶 湯槽 1 3 ) の移動によって、 铸造下ロール 2 2と錶造上ロール 2 1との間隔を 可変することができるとともに、 鏡造下ロール 2 2と鐃造上ロール 2 1とのな す角度すなわちローラ角度 αを可変することができる。 実施例

(実施例 1 )

図 1に示した装置を用いて、 マグネシウム合金 （組成 ΑΜ 6 0 ) を 6 4 0 °C で溶解し、 ロール径 3 0 0 mの銅合金製の一対の鏡造上ロール 2 1及び鍚造下 ' ロール 2 2を用い、 このロール間のギャップを 2 mmとし、 ロール周速 4 0 m /m i n、 ロール幅方向単位長あたりの荷重 0 . 6 k N/mmで錶造した。 铸 造用ロールに導入される際の溶湯の温度は、 6 1 2 °Cであった。 錶造された板 材をコンベアベルト搬送装置を用いて搬送し、圧延ロールで圧延して、板厚 2 .

その表面には、 リップルマークや、 層 間剥離、 中心線偏析、 あるいは表面あれもなく、 平滑な表面を有していた。 (比較例 1 )

比較のために、 鎵造用ロールに供給される溶湯の温度を 6 6 0 °Cとしたこと 以外は、 上記方法と同様にして鎵造及び圧延を行った。 その結果、 頻繁に板材 の破断が生じ連続して操業することは不可能であった。 産業上の利用可能性

以上の説明で明らかなとおり、 圧延時に改めて熱エネルギー生成工程を必要 とせず、 塑性加工によりマグネシウム系金属薄板を効率的に製造することので きるマグネシゥム系金属薄板製造方法及び製造装置を提供することができる。

Claims

請求の範囲

溶融したマグネシウム系金属を、 少なくとも一対の第 1のロール間に供 給し、 所定の厚さの板材に铸造する鎳造工程と、

前記鎳造された板材を、 少なくとも一対の第 2のロールによって圧力を加 え、 圧延して所定の厚さのマグネシウム系金属薄板を製造する圧延工程とを 少なくとも含むことを特徴とするマグネシウム系金属薄板の製造方法であ つて、

前記铸造工程に入る直前の溶融マグネシウム系金属が、 該マグネシウム系 金属において固相の占める割合が 1 0重量％以下となる温度、 ないし、 該マ グネシゥム系金属の溶融温度より 4 0 °C上回る温度範囲にあることを特徴 とするマグネシゥム系金属薄板の製造方法。

前記マグネシウム系金属薄板の製造方法において、

前記鎳造工程の前後において、 マグネシウム系金属固液混合物が 5 X 1 0

²°C/秒以上の速度で急冷することを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の マグネシゥム系金属薄板の製造方法。

溶融したマグネシウム系金属を、 該マグネシウム系金属において固相の 占める割合が 1 0重量％以下となる温度、 ないし、 該マグネシウム系金属の 溶融温度より 4 0 °C上回る温度範囲において少なくとも一対の第 1のロー ル間に供給して圧力を加え、 所定の温度に凝固した板材に鏡造するための铸 )tローノレ咅 [5と、

前記铸造された板材に、 少なくとも一対の第 2の口ールによつて圧力をカロ え、 圧延して所定の厚さのマグネシゥム系金属薄板を製造するための圧延口 ール部とを少なくとも備えることを特徴とするマグネシゥム系金属薄板の 製造装置。

前記鍚造ロール部は、

前記口ール部に近接して配置され、 前記溶融したマグネシゥム系金属を収 容している溶湯槽に貯留された前記溶湯を口ール表面に付着させて口ール の回転力により該溶湯槽の外に引き出す鎵造下ロールと、

前記錶造下ロールによって、 前記溶湯槽の外に引き出された前記マグネシ ゥム系金属の表面を上から押さえて成形もしくは成形及び凝固させる錶造 J:ローノレと、 前記鍚造下口ール及び錶造上口ールをそれぞれ回転運動させるための回転 駆動部とを少なくとも備え、

前記鍚造下ロール及び鎳造上ロールはそれぞれの口ール表面が温度調整可 能に構成され、

前記錶造下口ールの回転軸と前記錶造上口ールの回転軸とを結ぶ仮想線と、 鉛直線とがなす角度を可変自在とすることが可能であり、

前記鐃造下口一ル及ぴ鎳造上ロールとの間隔が可変自在に構成されている ことを特徴とする請求の範囲第 3項に記載されたマグネシゥム系金属薄板 の製造装置。